【XNUCLEO-F030R8试用体验】之三：mbed开发之数字输入输出

【XNUCLEO-F030R8试用体验】之三：mbed开发之数字输入输出

这一节来讲一下数字输入输出。

首先是数字输入输出，上一节的测试例程就是一个数字输入输出的例子，可以看到相比于库函数，mbed的库更加简洁和好用，用户不需要关心底层的代码是怎么实现的，操作了哪些寄存器，只需要关注应用本身，大大提高了开发速度，所以后面所有的程序我们都会用官方提供的库来进行开发。

来看看官方提供的数字输入输出部分的库函数：

mbed中有三个类和数字输入输出相关，分别是DigitalIn（数字管脚输入类）、DigitalOut（数字管脚输出类）、DigitalInOut（数字管脚输入输出类），学过STM32库函数的话应该明白这三个类提供的方法相当于GPIO库函数的功能，但是更简洁。

看完这些类和方法，我们试着点亮开发板上的一个LED灯。

还记得第二节用到的Keil mbed工程吗？我们从mbed官网将在线工程导出为keil 4工程，就得到了一个模板，这样就不用自己建立工程，做各种复杂的工程配置了，是不是很简单呢？至于为什么不用SMeshStudio，上节提到过，XNUCLEO的ST-LINK不支持。

现在我们打开一个空的工程，main.cpp内容很简单，如下：

#include "mbed.h"

int main()

{

}

注意不同的mbed.h文件所包含的芯片型号是不一样的，具体取决于你从在线工程导出时选择的开发板型号。

现在将main.cpp改成下面这样：

#include "mbed.h"

DigitalOut myled(LED1);  //构造DigitalOut类的一个对象myled，并初始化

int main()

{

  while(1)

  {

    myled=1;           //点亮LED

    wait(1);            //延时1s

    myled=0;            //熄灭LED

    wait(1);

  }

}

下载程序到开发板，可以看到LED1每1s闪烁一次。现在我们来分析一下代码。程序首先构造DigitalOut类的一个对象myled，初始化参数为LED1，我们从mbed API看到，构造函数形式为：DititalOut(PinName Pin);也就意味着LED1是某个引脚名，我们打开PinNames.h文件可以看到下面的定义：

typedef enum {

    PA_0 = 0x00,

    PA_1 = 0x01,

    PA_2 = 0x02,

    PA_3 = 0x03,

    PA_4 = 0x04,

    PA_5 = 0x05,

    PA_6 = 0x06,

    PA_7 = 0x07,

    PA_8 = 0x08,

    PA_9 = 0x09,

    PA_10 = 0x0A,

    PA_11 = 0x0B,

    PA_12 = 0x0C,

    PA_13 = 0x0D,

    PA_14 = 0x0E,

    PA_15 = 0x0F,

    PB_0 = 0x10,

    PB_1 = 0x11,

    PB_2 = 0x12,

    PB_3 = 0x13,

    PB_4 = 0x14,

    PB_5 = 0x15,

    PB_6 = 0x16,

    PB_7 = 0x17,

    PB_8 = 0x18,

    PB_9 = 0x19,

    PB_10 = 0x1A,

    PB_11 = 0x1B,

    PB_12 = 0x1C,

    PB_13 = 0x1D,

    PB_14 = 0x1E,

    PB_15 = 0x1F,

    PC_0 = 0x20,

    PC_1 = 0x21,

    PC_2 = 0x22,

    PC_3 = 0x23,

    PC_4 = 0x24,

    PC_5 = 0x25,

    PC_6 = 0x26,

    PC_7 = 0x27,

    PC_8 = 0x28,

    PC_9 = 0x29,

    PC_10 = 0x2A,

    PC_11 = 0x2B,

    PC_12 = 0x2C,

    PC_13 = 0x2D,

    PC_14 = 0x2E,

    PC_15 = 0x2F,

    PD_2 = 0x32,

    PF_0 = 0x50,

    PF_1 = 0x51,

    PF_4 = 0x54,

    PF_5 = 0x55,

    PF_6 = 0x56,

    PF_7 = 0x57,

    // Arduino connector namings

    A0         = PA_0,

    A1         = PA_1,

    A2         = PA_4,

    A3         = PB_0,

    A4         = PC_1,

    A5         = PC_0,

    D0         = PA_3,

    D1         = PA_2,

    D2         = PA_10,

    D3         = PB_3,

    D4         = PB_5,

    D5         = PB_4,

    D6         = PB_10,

    D7         = PA_8,

    D8         = PA_9,

    D9         = PC_7,

    D10        = PB_6,

    D11        = PA_7,

    D12        = PA_6,

    D13        = PA_5,

    D14        = PB_9,

    D15        = PB_8,

    // Generic signals namings

    LED1       = PA_5,

    LED2       = PA_5,

    LED3       = PA_5,

    LED4       = PA_5,

    USER_BUTTON = PC_13,

    SERIAL_TX  = PA_2,

    SERIAL_RX  = PA_3,

    USBTX      = PA_2,

    USBRX      = PA_3,

    I2C_SCL    = PB_8,

    I2C_SDA    = PB_9,

    SPI_MOSI   = PA_7,

    SPI_MISO   = PA_6,

    SPI_SCK    = PA_5,

    SPI_CS     = PB_6,

    PWM_OUT    = PC_7,

    // Not connected

    NC = (int)0xFFFFFFFF

} PinName;

这里定义了这块开发板所用芯片的所有用户可以使用的引脚，还定义了mbed接口引脚（A0~D15），还定义了功能引脚（LED1~PWM_OUT）。LED1连接的引脚是MCU的PA_5，LED2~LED4引脚也是PA_5。事实上，初始化参数也可以是LED2~LED5，当然也可以是引脚名称。那为什么要把4个LED定义到同一个引脚呢？因为这是我们从mbed官网导出的工程，它是以NUCLEO板为原型定义的，而NUCLEO板上只有一个用户LED（通常是LED1）。我们的XNUCLEO板上有4个用户LED，分别是LED1~LED4，分别接到了不同的引脚，可以看看电路图。

如果我们初始化的时候参数改为LED2~LED4，那么实际上点亮的还是LED1，这个应该明白了吧？

为了保持程序的兼容性，官方提供的代码我们尽量不要改动，实际在初始化的时候，我们可以用引脚号作为参数。下面的程序初始化开发板上的4个LED，并组成流水灯效果。

#include "mbed.h"

DigitalOut myled1(LED1);        //初始化LED1

DigitalOut myled2(PC_9);        //初始化LED2

DigitalOut myled3(PC_8);        //初始化LED3

DigitalOut myled4(PC_5);        //初始化LED4

void mode1(void);         //模式1函数声明

void blink_mode(DigitalOuts,int n);  //闪烁模式函数声明

int main()

{

   while(1)

   {

        mode1();

   }      

}

//模式1函数，每个LED亮1s，循环点亮

void mode1(void)

{

    myled1 = 1;

    //wait(1);

    blink_mode(myled1,5);

    myled1 = !myled1;

    myled2 = 1;

    wait(1);

    myled2 = !myled2;

    myled3 = 1;

    wait(1);

    myled3 = !myled3;

    myled4 = 1;

    wait(1);

    myled4 = !myled4;

}

//LED快速闪烁n次

void blink_mode(DigitalOuts,int n)

{

    for(int i=0;i

    {

        s = 0;

        wait_ms(30);

        s = !s;

        wait_ms(30);

    }

}

数字输出就讲到这里，接下来看一下数字输入。

数字输入一般用于读取外部数字信息，比如按键、开关的状态。

下面写一个简单的程序，功能是当按键按下的时候，LED1状态改变，代码如下：

#include "mbed.h"

DigitalOut myled1(LED1);

DigitalIn button(USER_BUTTON,PullDown);        //这里用到了内部上拉电阻，

int main()

{

    myled1 = 1;

    while(1)

    {

        if(button == 0)               //检测按键是否按下

            myled1 = !myled1;

    }

}

开发板上的按键接在PC_13引脚，在PinNames.h中有定义，电路图中，按键连接了外部上拉电阻，按下时会检测到低电平。如果用户需要外接按键，可以把Pin Mode改为PullUp（内部上拉）、PullDown（内部下拉）、PullNone（悬空）、OpenDrain（开漏）四种模式，这样在外接按键时就可以简化电路设计。

实际上当我们下载程序后发现，有时候按下一次，LED1的状态改变多次，有时没有改变，这主要是由于按键抖动造成的，我们可以考虑加上按键消抖，效果会好很多。下面是按键消抖的代码，在检测时加了10ms的延时。

int main()

{

    myled1 = 1;

    while(1)

    {

        if(button == 0)

        {

          wait_ms(10);

            if(button == 0)

              myled1 = !myled1;

        }

    }

}

上面的程序采用查询的方式，比较占用MCU资源，可以改成中断的形式，关于中断的部分我们后面再讲。

下节带来mbed模拟输入输出讲解。

楼主做过hexiwear手表的开发没？刚接触到mbed想请教些问题。